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成熟工厂的现代化改造 赛诺菲还在赫希斯特运营着几家人胰岛 素生产和制造工厂。笔式胰岛素注射器 中所填充的胰岛素溶液和悬浮液由制剂 厂生产。他们采用批生产过程来制造人 工胰岛素、水和其他添加剂的混合物。 整个生产过程在全封闭系统中进行。该 过程的关键步骤是溶解、调整 PH 值、 混合和过滤。 2016 年 第二期 | siemens.com/magazine/industry 33 储存于过程控制系统中的公式控制着生产过程，而任何所需的人工操作都作为操作员 对话框嵌入在相关的公式要素中。 该工厂还有胰岛素提纯和灭菌所需要的 设备。西门子所接到的订单要求是，作为 制造工厂现代化改造项目的一部分，要 将现有的 SIMATIC S5 自动化系统更换成 一种使用当前最先进技术的新方案。为 此，西门子需要将整个过程控制系统 更 新 换代 为 结合了 SIMATIC BATCH 的 SIMATIC PCS 7。 这种对控制系统的更换只能在工厂停工 期间完成。西门子必须尽可能缩短更换 系统所需的停工时间，以便赛诺菲能按 合同要求持续供货。 开胸手术 在 Helmut Uhl 博士看来，该项目就像一 场“开胸手术”。Uhl 是法兰克福赫希斯 特基地胰岛素生产厂的负责人。他注意 到了自动化系统升级的必要性和紧急性。 当然，该项目必须符合适用于制药行业 的药品生产质量管理规范 (GMP)，以及 严把时间关。 从 2014 年 6 月到 2015 年 2 月，西门子 独立完成了项目。工厂进行装配、功能 测试、启动和生产测试所需要的停工时 间限制在 2014 年圣诞节假期期间。节日 假期之后，工厂必须恢复正常生产。 具有额外优势的批生产过程 结合 SIMATIC BATCH，SIMATIC PCS 7 过 程控制系统实现了高效的批生产过程规 划、控制和记录。它考虑到了 GMP 生产 条件，所需的质量保证，以及连接到符 合 IP 21 的 Prodis 系统。 生产过程通过系统中储存的配方进行控 制。 SIMATIC BATCH 创建了配方并使用它们 来控制工厂。任何所需的人工操作程序都 作为嵌入式操作员对话框，通过工厂的 WinCC 终端得以实施。例如，添加材料 或输入分析数据等人工操作。 所有过程和操作数据都按批记录和存档， 并能以批日志的形式打印出来。SIMATIC BATCH 还提供多种全自动批管理功能。 专家之间的成功合作 除了创建用户软件外，西门子服务包还包 括规划和供应所需要的硬件。诸如回路 检查、工厂和现场验收测试、系统操作 员培训，以及包含（用于重启生产的）后 续生产监管的启动等任务也是服务包的 一部分。 项目在现有的、时间极其紧迫的条件下 如期执行，这归功于赛诺菲和西门子之 间的密切合作。所有参与方都表现出非 凡的灵活性——甚至同意加班赶工和在 圣诞节和新年期间轮班。
概述
SINAMICS V20——经济、可靠、易用的基本型变频器
基本型变频器SINAMICS V20向小型OEM客户提供最适合的经济型解决方案。SINAMICS V20有七种外形尺寸可供选择（FSAA~ FSE），提供三相400V和单相230V进线两种规格，分别可覆盖0.12~3kW，0.37~30kW的功率范围。高可靠性设计，创新的冷却设计，经久耐用。
无需调试软件，通过简单参数设定即可实现预定功能。内置常见的连接宏与应用宏，简化操作，开箱即用。丰富的I/O接口，直观的LED面板显示，完善的集成功能，可以方便地应用在风机、泵、传送装置及搅拌机、混料机等设备中。同时，创新的节能方式及节能结果显示，真正意义上节省费用。
典型应用
风机、泵类应用
• 离心泵
• 径流式/轴流式风机
• 压缩机
• 太阳能水泵
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SINAMICS V20提供强大的常见的风机、泵类应用功能及强大的保护功能，非常适合此类应用。
• 水泵气穴保护
• 针对水泵堵塞的多脉冲高转矩启动以及防堵模式
• 用于调节工艺数值的PID控制器（例如，温度、压力、水平、流量）
• 多泵控制功能通过额外增加两个定速驱动（级联）来扩大流量范围
• 霜冻和冷凝保护功能防止电机在极端环境条件下受潮
搬运类应用
• 带式输送机
• 辊式输送机
• 链式输送机
• 跑步机
• 料斗式传送带
SINAMICS V20丰富了在启动加速和制动停止应用上的功能，大大方便了搬运类的应用。
• 斜坡时间可调，平稳加速，减少对对齿轮单元、轴承、滚筒和辊轴的压力
• 单脉冲高转矩启动功能适用于带有较高启动转矩的传送带
• 通过使用制动电阻或直流制动功能实现动态性能
• 通过监控负载转矩实现皮带损坏检测
加工类应用
• 加工制造业中的单个驱动。例如，轧钢、搅拌机、和面机、压碎机、离心机
• 用于商业电器设备上的单轴驱动。诸如烤箱、搅拌机、洗衣机等
• 带有机械联动轴设备上的主驱动。例如，纺纱机，编织机等
对于连续加工类应用，SINAMICS V20强大的功能充分满足在高性能和节能方面的需求。
• 异常不停机模式能够保证不间断的加工生产，从而实现较高的生产率
• 通过共直流母线对再生能量进行转换
• 单脉冲高转矩启动功能适用于带有较高启动转矩的机器
• 适合于纺织的摆频功能
产品亮点及客户受益
易于安装
• 安装方式多样
- 壁挂式安装及穿墙式安装均可实现紧凑的并排安装
- 无需额外组件即可正常运行
• 通讯灵活
- 变频器端子可用作通讯端口
- 连接宏中预设了用于USS和MODBUS RTU通讯的参数，调试便捷
• 制动高效
- 集成直流制动，复合制动
- 通过制动单元及制动电阻可实现能耗制动，且制动电阻占空比可在5 %到100 %之间 调节
- ≥ 7.5 kW的变频器集成内置制动模块，此类变频器可以直接连接制动电阻
易于使用
• 参数克隆/版本升级
- 使用BOP（基本操作面板）接口模块或参数下载器（使用参数下载器可不接主电源）能够轻松实现两台变频器之间的参数传输，缩短及简化调试过程
• 宏方法
- 内置常用的连接宏与应用宏，简化配置，快速调试
• 稳定可靠
- 更宽的电压范围、更好冷却设计以及带涂层的PCB板大大提升了变频器在恶劣环境中的稳定性
- 保证在以下总线电压范围内可靠运行：
- 1AC 200 V … 240 V (-10 % / +10 %)
- 3AC 380 V … 480 V (-15 % / +10 %)
- 运行时的环境温度最高可达60 °C
节约成本
• 运行过程中节能——ECO模式
- 内置用于V/f和V2/f控制的节能模式通过自动调节磁通电流实现节能
- 变频器支持以kWh、CO2甚至当地货币单位来显示能耗数值
• 运行过程中节能——DC共联
- 相同额定功率的SINAMICS V20变频器可以共用同一直流总线，能量再利用
- 减少对能耗制动以及外接组件的需求
• 运行过程中节能——休眠模式
- 变频器和电机仅在工厂或机器需要时才运行
- 节能，延长电机使用寿命
